Как идеи Дэниела Дж. Бернстайна о простоте и проверяемости повлияли на qmail и Curve25519 и помогают строить надежную криптографию.
«Безопасность по построению» — это подход, при котором система спроектирована так, чтобы ошибаться было трудно, а проверять правильность — относительно просто. Идея не в том, чтобы после релиза «добавить шифрование» или закрыть найденные дыры заплатками, а в том, чтобы заранее заложить ограничения, понятные правила и безопасные значения по умолчанию.
На практике взломы чаще происходят не потому, что «криптография слабая», а потому что:
Даже отличный алгоритм не спасает, если вокруг него построена неудобная и двусмысленная инженерия.
В этой статье мы будем опираться на несколько знаковых примеров. qmail часто приводят как систему, где автор сознательно выбирал простоту и изоляцию компонентов, чтобы уменьшить поверхность ошибок. Curve25519 и Ed25519 стали популярны не из‑за «магии», а потому что в них много решений, которые помогают разработчикам получать корректный результат без тонких ловушек. Современные библиотеки тоже идут в эту сторону: меньше ручных настроек, больше безопасных дефолтов.
Это текст про инженерный подход: как выбирать примитивы, API и архитектуру так, чтобы их было проще проверять и сопровождать. Мы поговорим о типичных ошибках и практических правилах — без погружения в математику.
DJB — это Дэниел Дж. Бернстайн (Daniel J. Bernstein), исследователь и инженер, известный на стыке прикладного ПО и криптографии. Его имя часто всплывает в трех контекстах: как автора почтового сервера qmail, как разработчика и соавтора криптографических примитивов (например, Curve25519 и Ed25519), и как человека, который последовательно продвигает идею «сделать правильно проще, чем ошибиться».
Ключевой тезис подхода DJB простой: сложность — главный враг безопасности. Чем больше вариантов поведения, скрытых зависимостей, «магии» в API и настроек «на всякий случай», тем больше места для ошибок и тем труднее проверять систему.
Отсюда — предпочтение небольших, четко определенных компонентов, минимального числа режимов работы, детерминированных результатов там, где это возможно, и понятных контрактов. Такая инженерия легче тестируется и аудируется: проверяющим проще ответить на вопрос «что именно должно происходить?».
В реальных продуктах большинство проблем возникает не из‑за «плохой криптографии», а из‑за выбора небезопасных параметров, неверного режима, выключенной проверки, случайной совместимости со старыми протоколами. Подход DJB делает ставку на безопасные настройки по умолчанию и ограничение опасных режимов: если пользователь ничего не настраивает, система должна оставаться в безопасном состоянии.
Этот подход полезен, даже если вы никогда не будете использовать конкретные инструменты DJB. Идея применима шире: упрощайте интерфейсы, сужайте пространство конфигураций, делайте безопасное поведение стандартным — и вы получите меньше инцидентов и более проверяемую систему.
qmail часто вспоминают не только как почтовый сервер, но и как демонстрацию того, как «простота» превращается в практическую безопасность. Почта — один из самых атакуемых классов систем: она постоянно принимает данные извне, говорит по нескольким сетевым протоколам и вынуждена разбирать множество форматов.
Типичные сбои и уязвимости появляются на стыке трех вещей: некорректные входные данные (письма, заголовки, вложения), сложные форматы (MIME, кодировки, переносы строк) и протоколы (SMTP и соседние механизмы доставки). Чем больше «автоматики» и скрытых допущений в обработке, тем проще атакующему найти неожиданный путь: от переполнений и обходов фильтров до ошибок маршрутизации и неконтролируемых очередей.
Подход DJB в qmail иллюстрирует идею: лучше сделать поведение предсказуемым, а конфигурацию — минимальной. Когда система не пытается угадать намерения администратора и не имеет десятков взаимозависимых переключателей, уменьшается число редких режимов, которые плохо тестируются и забываются. «Проще конфигурация — меньше сюрпризов» здесь не лозунг, а инженерная экономия на ошибках.
Вместо монолита, который умеет всё и работает с широкими правами, безопаснее раскладывать функции по процессам/компонентам с четкими границами: прием, постановка в очередь, локальная доставка. Каждый элемент получает ровно те права, которые ему нужны. Если один компонент ломается, ущерб ограничен его ролью — это снижает вероятность «падения домино» по всей системе.
Даже если вы не пишете почтовый сервер, принцип тот же: фиксируйте границы между частями системы, делайте поведение максимально детерминированным и убирайте скрытую сложность. Чем проще модель работы сервиса, тем легче её проверить, объяснить команде и поддерживать без накопления опасной «магии».
Идея «простого» дизайна у DJB иногда неверно сводится к лозунгу «меньше кода». Но ключевой эффект не в объёме строк, а в количестве путей, по которым система может ошибиться.
Продукт может оставаться функциональным, если функции выражены через небольшое число хорошо определённых механизмов. Тогда уменьшается не «полезность», а количество вариантов состояний и переходов между ними. Чем меньше ветвлений, особых случаев и «магии» в конфигурации, тем меньше мест, где появляются неожиданные ошибки — и тем проще воспроизвести проблему.
Безопасность резко улучшается, когда интерфейс делает невозможной двусмысленность. Узкий API — это когда у функции мало параметров, понятны типы данных, а «опасные» режимы не включаются случайно.
То же с форматами: лучше один явный формат сообщений/ключей, чем множество «почти совместимых». Явные форматы облегчают аудит: проверяющий видит, какие байты откуда берутся, где проверяется длина, где допускаются нули, какие поля обязательны.
Инварианты — это обещания системы: что всегда верно, и что запрещено. Примеры: «подпись проверяется только над каноническим представлением сообщения», «ключи никогда не логируются», «внешний ввод не используется без проверки длины и формата».
Заведите короткий файл вроде /docs/invariants.md и фиксируйте там 10–20 пунктов:
Дальше привяжите к инвариантам тесты и код‑ревью: изменение инварианта — отдельное обсуждение, а не «побочный эффект» рефакторинга.
«Проверяемость» — это когда безопасность не держится на вере в автора, а опирается на то, что другой человек (или команда) может повторить проверку и получить тот же результат. Чем проще устройство системы, тем легче понять, где именно обеспечивается защита, и тем меньше риск пропустить скрытую предпосылку.
Полезно относиться к тестам как к контракту поведения: что именно функция обязана делать и чего делать не должна. Для криптографии это особенно важно, потому что ошибки часто проявляются не «иногда», а в крайних ситуациях.
Несколько практик, которые дают максимум отдачи:
Проверяемость ломается, если вы не уверены, что запустили именно тот код, который проверяли. Поэтому важно стремиться к воспроизводимым сборкам и базовой гигиене цепочки поставки: фиксировать версии зависимостей, документировать параметры сборки, хранить контрольные суммы артефактов и уметь пересобрать релиз на чистой машине.
Формальная верификация полезна там, где цена ошибки высока, а компонент достаточно мал и изолирован: примитивы, парсеры, критические части протокола. Но она не заменяет хороший дизайн: если API легко использовать неправильно, формально «доказанная» реализация всё равно приведёт к уязвимостям на уровне интеграции.
Криптоалгоритмы часто «не ломают» в лаборатории — они ломаются в продакшене, на стыке кода, протокола и человеческих решений. Ошибки обычно не выглядят как драматический взлом AES или эллиптических кривых. Они выглядят как неправильный параметр, удобный «хак» в логике или неочевидная утечка через интерфейс.
1) Случайность (randomness) не такая случайная. Ключи, nonce и соли нередко генерируют «как-нибудь»: берут время, PID процесса, слабый генератор, повторяют nonce после перезапуска. Итог — предсказуемые ключи или повторяющиеся значения, из-за которых шифрование и подписи могут раскрывать секреты.
2) Сравнение секретов «по-обычному».
Сравнить MAC/токен через стандартное == кажется нормальным, но время выполнения может зависеть от первой отличающейся позиции. Если злоумышленник может много раз измерять задержку, он постепенно угадывает секрет по байтам.
3) Ошибки форматов и парсинга. Криптография почти всегда упакована в формат: base64, ASN.1, JSON‑поля, префиксы длины. Перепутанные кодировки, неоднозначные представления, отсутствие строгой проверки длины и допустимых значений приводят к обходу проверок, «склейке» сообщений и уязвимостям уровня протокола.
Даже если алгоритм правильный, устройство может «подсказывать» секрет поведением: временем ответа, количеством обращений к памяти, различиями в ошибках. Принцип простой: если секрет влияет на то, как выполняется код, значит его можно пытаться извлечь наблюдениями.
Самодельный протокол часто забывает про аутентификацию, повторы сообщений, согласование параметров и обработку ошибок. Самодельный режим шифрования — типичный путь к «шифруем, но подделывать можно». Криптография не терпит «почти правильно».
Хороший интерфейс уменьшает шанс ошибки:
Идея «безопасности по построению» здесь максимально практична: меньше свободы для неправильных решений — меньше мест, где криптография ломается на практике.
Обмен ключами — это способ двум сторонам договориться об общем секрете, даже если канал связи прослушивается. На практике это основа защищённых соединений: из общего секрета затем получают ключи для шифрования и аутентификации. «Кривая» (в смысле эллиптической кривой) важна, потому что от неё зависят скорость и безопасность математики, но это не единственный фактор: большинство реальных провалов случается из‑за ошибок реализации, выбора параметров и слишком гибких настроек.
Curve25519 стала популярной не только из‑за хорошей криптографической стойкости, а из‑за инженерного акцента на предсказуемость и простоту правильного использования. Вокруг неё сложился подход, где сложные углы «срезаны» заранее: меньше мест, где разработчик может сделать опасную мелочь — неверную проверку, не тот формат, не те ветвления.
Одна из ключевых идей — сделать типовой сценарий быстрым и безопасным без тонкой настройки. Это снижает риск того, что команда начнёт «подкручивать» параметры, не до конца понимая последствия.
Популярность Curve25519 подпитывает то, что у неё обычно есть один ожидаемый режим применения, стандартные параметры и понятный результат. Когда вариантов слишком много, интерфейсы превращаются в минное поле:
Curve25519 хорошо ложится на принцип «минимум вариантов — максимум повторяемости». Это упрощает ревью, тестирование и эксплуатацию.
С точки зрения продукта решают не абстрактные свойства математики, а приземлённые вещи: совместимость между клиентами и серверами, стабильные библиотеки, понятные режимы и возможность обновляться без сюрпризов. Curve25519 оказалась удобной точкой сборки: её проще стандартизировать внутри компании, описать в документации и встроить в архитектуру так, чтобы «случайно сделать небезопасно» было трудно.
Ed25519 — это схема цифровой подписи на базе кривой Curve25519 (точнее, Edwards‑формы). В практических системах подписи отвечают за простую вещь: доказать, что данные выпустил обладатель закрытого ключа, и что данные не были изменены.
Чаще всего Ed25519 встречается в трёх сценариях:
Практический урок DJB‑подхода — минимизировать свободу интерпретации. Хороший API для Ed25519 обычно:
Если вам приходится «договариваться», как сериализовать подпись/ключи, или хранить подпись в «своём» формате — это ранний сигнал проблем совместимости и аудита.
При выборе библиотеки и конкретной реализации проверяйте:
Не смешивайте подписи с «добавим ещё один хэш/шифрование для надёжности». Самодельные комбинации часто ломаются на стыках форматов и проверок. Лучше выбрать стандартный Ed25519, согласовать единый бинарный формат и зафиксировать его в спецификации протокола — это упрощает тестирование, совместимость и последующий аудит.
Выбор криптобиблиотеки — это не «какая быстрее» и не «какая популярнее», а какая снижает шанс ошибиться при интеграции. Подход в духе DJB — меньше вариантов, меньше скрытых переключателей, больше проверяемости.
Начните с нескольких приземлённых критериев:
Если документация превращает безопасную настройку в квест — это сигнал.
Чрезмерная универсальность часто означает: десятки режимов, опциональные «ускорители», неочевидные параметры, которые меняют смысл операции. Типичные риски:
Предпочитайте API, где «правильный путь» один, а опасные варианты либо отсутствуют, либо требуют явного, «шумного» выбора.
Минимальный набор практик:
Криптография живёт дольше релиза. Заранее решите, как вы будете обновлять библиотеку и алгоритмы:
Криптография — это не «слой магии», который можно прикрутить в конце. В архитектуре она должна быть видимой: понятно, что именно защищаем, от кого, и в каких границах. Тогда проще выбрать примитивы, API и проверить, что система делает ровно то, что вы ожидаете.
В пути (между клиентом и сервером, между сервисами) цель — защититься от перехвата и подмены. Типовые решения: TLS с современными наборами шифров, взаимная аутентификация для внутренних сервисов, ограничение «зон доверия».
В покое (диски, бэкапы, снапшоты) цель — снизить ущерб при краже носителя или доступе к хранилищу. Типовые решения: шифрование на уровне диска/тома, шифрование на уровне приложения (когда нужно разграничение по арендаторам/пользователям), отдельное шифрование бэкапов.
Важно: шифрование «в покое» редко спасает от злоумышленника, который уже получил права вашего приложения.
Архитектурно ключи должны быть вынесены из кода и конфигов. Минимальный набор практик:
Частая ошибка — «крипто всё скрыла, но логи рассказали остальное». Не пишите в логи ключи, токены, сырые персональные данные, приватные части протоколов.
Если данные нужны для диагностики — используйте маскирование, хеширование/псевдонимизацию, короткие идентификаторы, а доступ к логам ограничивайте так же строго, как к продакшену.
Криптография обеспечивает конфиденциальность/целостность/аутентичность при корректных ключах, настройках и реализации. Дальше начинается операционная безопасность: права доступа, изоляция окружений, защита CI/CD, обновления, мониторинг и реагирование на инциденты. Без этого даже идеальные примитивы не спасут.
Если вы собираете сервисы быстро (например, через vibe‑coding), риск «сделать рабочее, но небезопасное» только растёт — именно из‑за разрастания конфигураций и неоднородных интеграций. Здесь полезна дисциплина «безопасности по построению»: один внутренний модуль криптографии, зафиксированные форматы и инварианты, минимальные переключатели.
В TakProsto.AI этот подход удобно применять организационно: в planning mode можно заранее зафиксировать инварианты (что хранится, где ключи, какие форматы сообщений), а затем требовать, чтобы реализация им соответствовала. Плюс для проектов с повышенными требованиями часто важен контур: платформа работает на серверах в России и использует локализованные модели, не отправляя данные в другие страны — это не заменяет криптодизайн, но помогает удерживать границы доверия в архитектуре.
Ниже — практичный список, который помогает приблизиться к подходу «меньше магии — больше проверяемости». Он не заменяет криптоэксперта, но снижает шанс ошибиться на ровном месте.
Выбирайте широко применяемые примитивы и протоколы с понятной моделью угроз и большим числом внедрений. Избегайте «собственных улучшений» поверх шифрования, подписей или обмена ключами: именно на стыках чаще всего появляются уязвимости (не те режимы, не те параметры, неверная обработка ошибок).
Если вам нужно «чуть иначе», сначала проверьте: это действительно функциональная необходимость или просто желание «оптимизировать» то, что уже решено стандартом.
Сделайте безопасное поведение настройкой по умолчанию: сильные алгоритмы, корректные длины ключей, современные режимы, обязательная аутентификация данных.
Отключайте опасные опции, если они не нужны продукту. Каждая дополнительная «галочка совместимости» — это новая ветка кода, тестов и потенциальных ошибок. Если опцию всё же оставляете, добавьте явное предупреждение и ограничьте её область применения.
Заведите короткий документ (1–2 страницы):
Добавьте мониторинг криптоошибок (не раскрывая секреты в логах), регресс‑тесты на известные баги и понятный план обновлений: как вы выкатываете новые версии библиотек и как быстро можете отключить проблемную конфигурацию. Без этого даже хороший дизайн со временем деградирует.
Идея «простого и проверяемого дизайна» звучит отлично, пока не сталкивается с реальными ограничениями: совместимостью, регуляторными требованиями, наследием кода и ожиданиями по производительности. Важно честно признать: идеальной схемы «одна библиотека — один алгоритм — один режим» часто не получится.
Совместимость заставляет поддерживать старые протоколы и форматы ключей.
Регуляторика и стандарты иногда требуют конкретных наборов алгоритмов или процедур, даже если они сложнее в использовании.
Наследие — это не только старый код, но и внешние клиенты/партнёры, у которых нельзя быстро поменять API.
Производительность может вынудить выбирать реализацию по скорости, а затем компенсировать сложность строгими ограничениями использования.
В больших экосистемах несколько платформ, языков и команд. Одно «правильное» API может быть неудобно для части стека — и тогда появятся обходные пути, а они обычно менее безопасны. Иногда лучше дать два поддерживаемых сценария и жёстко запретить всё остальное, чем провоцировать самодельные решения.
Полезная практика — фиксировать компромисс как инженерный долг:
Начните с «обвязки»: один внутренний модуль криптографии, безопасные настройки по умолчанию, запрет опасных режимов на уровне типов/конфигов. Затем постепенно переводите компоненты на него и отмечайте устаревшие пути как deprecated. Часто этого достаточно, чтобы система становилась проще итеративно, без остановки разработки.
Подход DJB хорошо приземляется на практику: меньше «магии» в интерфейсах, меньше вариантов, которые можно перепутать, и больше возможностей проверить, что система делает именно то, что вы думаете.
Соберите список всех точек, где в продукте есть криптография: аутентификация, подписи, шифрование данных/трафика, хранение секретов, генерация случайных чисел. Для каждой точки ответьте: какой примитив, какие параметры, где ключи, как обрабатываются ошибки, какие форматы данных.
Затем целенаправленно «сжимайте» интерфейсы: убирайте необязательные параметры, фиксируйте форматы, делайте ошибки явными, добавляйте тестовые векторы и проверку совместимости.
Даже идеальные Curve25519/Ed25519 не спасают, если ключи хранятся и выдаются хаотично. В следующей части разберем основы управления ключами и практики безопасных умолчаний: где держать секреты, как делать ротацию и как проектировать конфигурацию так, чтобы «правильно» было проще, чем «как-нибудь»."
Лучший способ понять возможности ТакПросто — попробовать самому.
